JP2000002101A - Valve system of engine - Google Patents

Valve system of engine

Info

Publication number
JP2000002101A
JP2000002101A JP16885598A JP16885598A JP2000002101A JP 2000002101 A JP2000002101 A JP 2000002101A JP 16885598 A JP16885598 A JP 16885598A JP 16885598 A JP16885598 A JP 16885598A JP 2000002101 A JP2000002101 A JP 2000002101A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
section
cam
valve lift
cam profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16885598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Iida
実 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP16885598A priority Critical patent/JP2000002101A/en
Publication of JP2000002101A publication Critical patent/JP2000002101A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a stability of valve behavior in a higher speed rotation area while improving durability, and to stabilize the behavior at seating of a valve so as to avoid a bouncing phenomenon, when a cam profile is applied on an intake cam nose and/or an exhaust cam nose. SOLUTION: This valve system is provided with a cam shaft having at least an exhaust cam profile or intake cam profile. The profile is set such that an absolute value of a acceleration coefficient near a maximum valve lift becomes smaller than an absolute value of an acceleration coefficient in a valve lift region adjacent to an advance angle side and an delay angle side, or a radius of curvature near the maximum valve lift becomes larger than a radius of curvature radius at the valve lift region adjacent to the advance angle side and the delay angle side, and a relation of αup>αdn is established when maximum values of acceleration coefficients in regions where a valve lift increases (up section) and decreases (down section) are αup and αdn, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、4サイクルエンジ
ンの排気弁,吸気弁を開閉駆動する動弁装置に関し、詳
細には耐久性,作動の安定性を向上でき、かつ着座時の
バウンス現象を回避できるようにしたカムプロフィルの
改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve train for opening and closing an exhaust valve and an intake valve of a four-stroke engine. More specifically, the present invention can improve durability and operation stability and reduce bouncing phenomena at the time of sitting. It relates to the improvement of the cam profile that can be avoided.

【0002】[0002]

【従来の技術】4サイクルエンジンの動弁装置は、排気
カムノーズ,吸気カムノーズによりリフタ,ロッカアー
ム等を介して排気弁,吸気弁をクランク軸の回転に同期
して開閉させるためのものである。
2. Description of the Related Art A valve train of a four-stroke engine is for opening and closing an exhaust valve and an intake valve in synchronism with rotation of a crankshaft through a lifter, a rocker arm and the like by an exhaust cam nose and an intake cam nose.

【0003】従来のカム軸のカムノーズは、例えば図1
2に示すカム軸回転角一弁リフト(揚程)曲線y,単位
角速度でカム軸が回転するとした時の各々カム軸回転角
に対する速度係数曲線y′,及び加速度係数曲線y′′
を有するカムプロフィルを備えたものが一般的である。
A conventional cam nose of a camshaft is, for example, shown in FIG.
2, a camshaft rotation angle-one-valve lift (head) curve y, a velocity coefficient curve y 'for each camshaft rotation angle when the camshaft rotates at a unit angular velocity, and an acceleration coefficient curve y''
Is generally provided with a cam profile having

【0004】このカム軸のカムノーズは、ベース円部
と、実際に弁を開閉駆動するリフト部とからなり、ベー
ス円部はカム軸心を中心とする半径Roの一定の円形を
なすように設定されている。一方リフト部は、弁リトフ
を、カムが直接あるいはロッカアーム等を介して弁を押
し始めるまでのランプ部及び弁の開き始め付近では緩や
かに増加させ、続いて放物線状に増加減少させ、弁の閉
じ終わり付近及び弁が弁座に着座するカム軸回転角以降
のランプ部では再び緩やかに減少させるように、そのカ
ムプロフィルが設定されている。
The cam nose of the camshaft comprises a base circle portion and a lift portion for actually opening and closing the valve, and the base circle portion is set so as to form a circle having a constant radius Ro centered on the cam shaft center. Have been. On the other hand, the lift section gradually increases the valve litov near the start of opening of the ramp section and the valve until the cam starts pushing the valve directly or via the rocker arm, etc., then increases and decreases in a parabolic manner, and closes the valve. The cam profile is set so as to gradually decrease again near the end and after the camshaft rotation angle at which the valve is seated on the valve seat.

【0005】このようなカムプロフィルを有することか
ら、上記従来のカム軸の速度係数曲線y′(カム軸が単
位角速度で回転するとしてカム軸回転角度を変数とする
弁リフト曲線を微分してリフト方向の速度を算出したも
の)は、弁リフトの上記放物線的増加域で正側最大値を
示し、最大リフト域で正側から負側に反転し、上記放物
線的減少域で負側最大値を示す。
Because of the cam profile described above, the conventional lift coefficient curve y 'of the conventional camshaft (the valve lift curve with the camshaft rotation angle as a variable assuming that the camshaft rotates at a unit angular velocity is differentiated to lift Calculated speed in the direction) shows the positive maximum value in the parabolic increase region of the valve lift, inverts from the positive side to the negative side in the maximum lift region, and calculates the negative maximum value in the parabolic decrease region. Show.

【0006】また加速度係数曲線y′′(速度係数曲線
y´をさらにカム軸回転角度で微分して得られたもの)
は、弁リフトの放物線的増加開始域,減少終了域近傍で
それぞれ正側の最大値を示し、その間の領域では最大リ
フト域で負側の最大値を示しかつ連続的に緩やかに変化
している。
An acceleration coefficient curve y '' (obtained by further differentiating the speed coefficient curve y 'with the camshaft rotation angle)
Indicates the maximum value on the positive side near the parabolic increase start area and the decrease end area of the valve lift, and shows the maximum value on the negative side in the maximum lift area in the area between them, and changes gradually and continuously. .

【0007】上記従来のカム軸の場合、上記加速度係数
曲線y′′から判るように、加速度係数は最大リフト域
で負側の最大値を示す。そのため最大リフト付近でのカ
ムノーズとリフタあるいはロッカアームとの間に作用す
る荷重が小さくなり、エンジン回転を上昇させていくと
両者の追従性が悪くなり、限界回転数を高くできない。
In the case of the conventional camshaft, as can be seen from the acceleration coefficient curve y '', the acceleration coefficient shows a negative maximum value in the maximum lift range. Therefore, the load acting between the cam nose and the lifter or the rocker arm near the maximum lift is reduced, and when the engine speed is increased, the followability of the two becomes poor, and the limit speed cannot be increased.

【0008】またカムの曲率半径は、直動式の場合、等
価カムリフトと加速度係数とベース円部の半径との和で
表されるが、従来のカムプロフィルでは、最大リフト付
近の加速度係数が負側の最大値を示すことから判るよう
に、最大リフト付近の曲率半径が小さく設定されてい
る。
The radius of curvature of the cam is expressed by the sum of the equivalent cam lift, the acceleration coefficient, and the radius of the base circle portion in the case of the direct acting type. In the conventional cam profile, the acceleration coefficient near the maximum lift is negative. As can be seen from the maximum value on the side, the radius of curvature near the maximum lift is set small.

【0009】カム面に作用する荷重は、慣性マス(弁,
弁ばねの一部、ロッカアームありではロッカーアーム,
バルブリフター等からなる)と加速度との積による慣性
力と、弁ばねの弾発力との和になる。一方カム面の応力
は、円柱と平面の接触と考えることができるのでこのカ
ム面に作用する荷重の平方根に比例するとともに、カム
の曲率半径の平方根に反比例する。
The load acting on the cam surface is the inertial mass (valve,
Part of valve spring, rocker arm with rocker arm,
(A valve lifter or the like) and acceleration, and the resilience of the valve spring. On the other hand, since the stress on the cam surface can be considered as contact between the cylinder and the plane, the stress is proportional to the square root of the load acting on the cam surface and inversely proportional to the square root of the radius of curvature of the cam.

【0010】従来のカムプロフィルの場合、カム軸の回
転速度が低く加速度の影響が小さい低速,中速回転域で
は、弁ばねの弾発力が最も大きくなるカム面の最大リフ
ト部分の応力がカムプロフィル全体で見た場合に最大値
を示すこととなる。このような従来のカムプロフィルを
低速,中速回転が常用される自動車用エンジンの動弁装
置に採用した場合、上述の最大リフト部分の応力が高い
点が動弁装置全体の耐久性を低下させることとなる。
In the case of the conventional cam profile, in a low-speed or middle-speed rotation region where the rotation speed of the camshaft is low and the influence of acceleration is small, the stress at the maximum lift portion of the cam surface where the spring force of the valve spring becomes the largest is increased. It shows the maximum value when viewed in the entire profile. When such a conventional cam profile is employed in a valve train of an automobile engine in which low-speed and medium-speed rotations are commonly used, the above-mentioned high stress in the maximum lift portion lowers the durability of the entire valve train. It will be.

【0011】そこで本出願人は、最大リフト域における
曲率半径を隣接するリフト域における曲率半径よりも大
きく設定することにより、該最大リフト域における負側
の加速度係数を小さくし、もって最大リフト付近でのカ
ムノーズとリフタあるいはロッカアームとの間に作用す
る荷重を大きくし、両者の追従性を向上させ、限界回転
数を高くでき、また最大リフト付近でのカム面応力を低
下させて動弁装置全体の耐久性を向上できるカムプロフ
ィルを開発している。
Accordingly, the present applicant sets the radius of curvature in the maximum lift region larger than the radius of curvature in the adjacent lift region, thereby reducing the negative side acceleration coefficient in the maximum lift region, thereby reducing the vicinity of the maximum lift. The load acting between the cam nose and the lifter or rocker arm is increased, the followability of both is improved, the limit rotational speed can be increased, and the cam surface stress near the maximum lift is reduced to reduce the overall valve gear. We are developing cam profiles that can improve durability.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
高速回転域での弁の挙動を正確にするには、弁リフトが
減少する下り区間における正加速度最大値を小さくする
ことが効果的であると考えられる。この理由は以下の通
りである。即ち、加速度と慣性力は比例するので、加速
度が急激に変化すると慣性力も急激に変化する。そのた
めカム軸や弁棒の振動が引き起こされ、また弁ばねのサ
ージングの原因にもなる。その結果高速回転での弁の挙
動が不安定となり、また弁着座時の正加速度の変化によ
り弁の損傷の原因となるバウンス現象が生じる。
By the way, it is effective to reduce the maximum value of the positive acceleration in the descending section where the valve lift is reduced in order to make the behavior of the valve accurate in the high speed rotation range of the engine. Conceivable. The reason is as follows. That is, since the acceleration is proportional to the inertial force, when the acceleration changes rapidly, the inertial force also changes rapidly. This causes vibration of the camshaft and the valve stem, and also causes surging of the valve spring. As a result, the behavior of the valve at high speed rotation becomes unstable, and a change in the positive acceleration when the valve is seated causes a bounce phenomenon which causes damage to the valve.

【0013】本発明は、上記開発に係るカムプロフィル
を吸気カムノーズ,排気カムノーズのいずれか一方ある
いは両方に適用する場合に、より一層高速回転域での弁
の挙動を安定化できるとともに耐久性を向上でき、さら
に弁着座時の挙動を安定化してバウンス現象を回避でき
るエンジンの動弁装置を提供することを課題としてい
る。
According to the present invention, when the cam profile according to the above development is applied to one or both of an intake cam nose and an exhaust cam nose, the behavior of the valve in a high-speed rotation region can be further stabilized and the durability is improved. It is an object of the present invention to provide an engine valve operating device which can stabilize the behavior when the valve is seated and avoid the bounce phenomenon.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、最大
弁リフト付近における上記加速度係数の絶対値が進角側
及び遅角側に隣接する弁リフト域での上記加速度係数の
絶対値より小さくなるようにするか、又は最大弁リフト
付近での曲率半径が進角側及び遅角側に隣接する弁リフ
ト域での曲率半径より大きくなるように、かつ弁リフト
が増加する区間(昇り区間),減少する区間(下り区
間)の加速度係数の最大値をそれぞれαup,αdnとする
とき αup>αdn となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, the absolute value of the acceleration coefficient near the maximum valve lift is determined by comparing the absolute value of the acceleration coefficient in the valve lift regions adjacent to the advance side and the retard side. A section in which the valve lift is increased or a section in which the valve lift is increased such that the radius of curvature near the maximum valve lift is larger than the radius of curvature in the valve lift area adjacent to the advance side and the retard side. ), And a camshaft having at least one of an exhaust cam profile and an intake cam profile set so that αup> αdn, where αup and αdn are the maximum values of the acceleration coefficient in the decreasing section (downward section), respectively. It is characterized by:

【0015】請求項2の発明は、請求項1において、上
記昇り区間,下り区間の正加速度区間長さをそれぞれθ
0up ,θ0dn とするとき、 θ0up <θ0dn となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the positive acceleration section lengths of the up section and the down section are each θ
When 0up and θ0dn are set, a camshaft having at least one of an exhaust cam profile and an intake cam profile set so that θ0up <θ0dn is provided.

【0016】請求項3の発明は、請求項1又は2におい
て、上記昇り区間,下り区間の区間長さをそれぞれθ1u
p ,θ1dn とするとき、 θ1up <θ1dn となるように設定された排気カムプロフィル,吸気カム
プロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えたこ
とを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the lengths of the ascending section and the descending section are each set to θ1u.
When p and θ1dn, a camshaft having at least one of an exhaust cam profile and an intake cam profile set so that θ1up <θ1dn is provided.

【0017】請求項4の発明は、請求項1において、上
記昇り区間,下り区間の正加速度区間長さをそれぞれθ
0up ,θ0dn とするとき、 θ0up <θ0dn となるように設定され、かつ上記昇り区間,下り区間の
区間長さをそれぞれθ1up ,θ1dn とするとき、 θ1up <θ1dn となるように設定された排気カムプロフィル,吸気カム
プロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えたこ
とを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the positive acceleration section lengths of the ascending section and the descending section are each set to θ.
When 0up and θ0dn, the exhaust cam profile is set so that θ0up <θ0dn, and when the section lengths of the ascending section and the descending section are θ1up and θ1dn, respectively, the exhaust cam profile is set so that θ1up <θ1dn. And a camshaft having at least one of an intake cam profile.

【0018】[0018]

【発明の作用効果】請求項1の発明によれば、最大弁リ
フト付近における上記加速度係数の絶対値を進角側及び
遅角側に隣接する弁リフト域での上記加速度係数の絶対
値より小さくするか、又は最大弁リフト付近での曲率半
径を進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半
径より大きくしたので、最大弁リフト付近においてカム
ノーズとリフタあるいはロッカアームとの間に作用する
荷重が小さくならず、エンジン回転を上昇させていく時
の両者の追従性の低下を防止できる。
According to the first aspect of the present invention, the absolute value of the acceleration coefficient near the maximum valve lift is made smaller than the absolute value of the acceleration coefficient in the valve lift regions adjacent to the advance side and the retard side. Or the radius of curvature near the maximum valve lift is larger than the radius of curvature in the valve lift area adjacent to the advance side and the retard side, so the action between the cam nose and the lifter or rocker arm near the maximum valve lift Therefore, it is possible to prevent the following performance from decreasing when the engine speed is increased.

【0019】また、最大弁リフト付近での曲率半径を進
角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での曲率半径より
大きくしたので最大弁リフト付近での曲率半径の減少を
防止でき、カム面の応力増加を防止できる。即ち、カム
面の応力は曲率半径の平方根に反比例するので、カムノ
ーズとリフタあるいはロッカーアームとの間に作用する
荷重が小さくならないか却って大きくなっても、カム面
の応力の増加を防止でき、動弁装置の耐久性の低下を防
止できる。
Further, since the radius of curvature near the maximum valve lift is made larger than the radius of curvature in the valve lift areas adjacent to the advance side and the retard side, a decrease in the radius of curvature near the maximum valve lift can be prevented. An increase in surface stress can be prevented. That is, since the stress on the cam surface is inversely proportional to the square root of the radius of curvature, even if the load acting between the cam nose and the lifter or rocker arm does not decrease or rather increases, the increase in the stress on the cam surface can be prevented, A decrease in the durability of the valve device can be prevented.

【0020】上述のように、加速度の急激な変化は慣性
力の急激な変化を生じ、例えば弁の損傷の原因となるバ
ウンス現象が発生する。このバウンス現象は着座時の現
象であり弁リフトが減少する下り区間での正加速度の影
響を大きく受けるため、この下り区間での正加速度最大
値を小さくすることで回避できるものと考えられる。
As described above, a sudden change in acceleration causes a sudden change in inertial force, for example, a bounce phenomenon that causes damage to a valve. Since this bounce phenomenon is a phenomenon at the time of sitting and is greatly affected by the positive acceleration in the descending section where the valve lift decreases, it is considered that it can be avoided by reducing the maximum value of the positive acceleration in this descending section.

【0021】請求項1の発明によれば、下り区間での正
加速度係数の最大値αdnを、昇り区間での正加速度係数
の最大値αupより小さくしたので、着座時の加速度の変
化を小さくでき、吸気弁,排気弁のバウンス現象を回避
できる。
According to the first aspect of the present invention, the maximum value αdn of the positive acceleration coefficient in the descending section is made smaller than the maximum value αup of the positive acceleration coefficient in the ascending section. In addition, the bounce phenomenon of the intake valve and the exhaust valve can be avoided.

【0022】請求項2の発明によれば、下り区間での正
加速度区間長さθ0dn を、昇り区間での正加速度区間長
さθ0up より大きくしたので、下り区間の最大加速度α
dnを小さくしたことによる弁開面積と開時間との積に基
づいて求められる角度面積が小さくなるのを抑制でき
る。
According to the second aspect of the present invention, the positive acceleration section length θ0dn in the descending section is larger than the positive acceleration section length θ0up in the ascending section.
It is possible to suppress a decrease in the angle area obtained based on the product of the valve opening area and the opening time due to the reduction of dn.

【0023】図12(a),(b),(c)はそれぞ
れ、弁揚程曲線y、速度係数曲線y′、加速度係数曲線
y′′を示し。同図においてαdnを小さくする一方、θ
0dn を大きくしたので、面積Hを大きくでき、速度曲線
y′における最大値y′Dmaxを大きくできる。定性的に
はy′Dmaxが大きいほど弁揚程曲線yにおける最大値y
max を大きくとることができる。ymax を大きくとれれ
ば面積B(角度面積)を大きくとることができ、吸気量
を十分に確保してエンジン性能を向上できる。
FIGS. 12A, 12B and 12C show a valve lift curve y, a velocity coefficient curve y 'and an acceleration coefficient curve y'', respectively. In the figure, while decreasing αdn, θ
Since 0dn is increased, the area H can be increased, and the maximum value y'Dmax in the speed curve y 'can be increased. Qualitatively, as y'Dmax increases, the maximum value y in the valve lift curve y
max can be increased. If ymax can be increased, the area B (angular area) can be increased, and the intake air amount can be sufficiently secured to improve the engine performance.

【0024】請求項3の発明によれば、下り区間の区間
長さθ1dn を上記昇り区間の区間長さθ1up より長くし
たので、下り区間の開き角度を昇り区間の開き角度より
も大きくとることができ、下り区間の弁速度が上り区間
より小さいことによる弁開面積と開時間との積に基づい
て求められる角度面積が小さくなるのを抑制できる。
According to the third aspect of the present invention, since the section length θ1dn of the down section is longer than the section length θ1up of the up section, the opening angle of the down section can be made larger than the opening angle of the up section. It is possible to suppress a decrease in the angle area obtained based on the product of the valve opening area and the opening time due to the valve speed in the down section being smaller than the up section.

【0025】図12において、θ1dn を大きくすたこと
により面積Dを大きくし易く、αdnをαupとしながら面
積Dを面積Cと同等にでき、従って下り区間の角度面積
を昇り区間の角度面積に比較して略同等に確保でき、吸
気量を十分に確保してエンジン性能を向上できる。
In FIG. 12, the area D can be easily increased by increasing θ1dn, and the area D can be made equal to the area C while αdn is set to αup. Therefore, the angular area of the descending section can be compared with that of the ascending section. As a result, the engine performance can be improved by securing a sufficient intake amount.

【0026】請求項4の発明によれば、下り区間での正
加速度区間長さθ0dn を、昇り区間での正加速度区間長
さθ0up より大きくし、さらに下り区間の区間長さθ1d
n を上記昇り区間の区間長さθ1up より長くしたので、
より一層角度面積を大きくでき、性能を向上を図ること
ができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the positive acceleration section length θ0dn in the descending section is made larger than the positive acceleration section length θ0up in the ascending section, and the section length θ1d of the descending section is further increased.
n is longer than the section length θ1up of the ascending section,
The angle area can be further increased, and the performance can be improved.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1〜図7は請求項1の発明
の第1実施形態のエンジンの動弁装置を説明するための
図である。図1はSOHCタイプの動弁装置の断面側面
図、図2はDOHCタイプの動弁装置の断面側面図、図
3はカムノーズのプロフィルを示す模式図、図4はカム
ノーズのプロフィルを曲率半径で示す図、図5はカム軸
回転角度と加速度係数及び弁リトフとの関係を、図6は
カム軸回転角度とカノノーズ・リフタ間荷重との関係
を、図7はカム軸回転角度をカム面の応力との関係を説
明するための特性図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1 to 7 are views for explaining a valve train of an engine according to a first embodiment of the present invention. 1 is a cross-sectional side view of a SOHC type valve train, FIG. 2 is a cross-sectional side view of a DOHC type valve train, FIG. 3 is a schematic diagram showing a profile of a cam nose, and FIG. 4 is a profile of a cam nose with a radius of curvature. Figures 5 and 5 show the relationship between the camshaft rotation angle and the acceleration coefficient and the valve Litoff, Figure 6 shows the relationship between the camshaft rotation angle and the load between the canonose and lifter, and Figure 7 shows the relationship between the camshaft rotation angle and the stress on the cam surface. FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the relationship with the above.

【0028】図1において、1はSOHCタイプの動弁
装置を備えた水冷式4サイクル複数気筒エンジンであ
り、これはそれぞれアルミ合金製のクランクケース(図
示せず)上にシリンダボディ10,シリンダヘッド1
1,ヘッドカバー20を積層結合し、上記シリンダボデ
ィ10内に圧入されたシリンダライナ10cのシリンダ
ボア内にピストン14を摺動自在に挿入配置し、該ピス
トン14をコンロッドで上記クランクケース内のクラン
ク軸に連接した概略構造のものであり、図1は1つの気
筒の動弁装置の断面側面図である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a water-cooled, four-cycle, multi-cylinder engine provided with an SOHC type valve train, which is provided on a cylinder case (not shown) made of aluminum alloy and a cylinder body 10 and a cylinder head. 1
1, a head cover 20 is laminated and connected, and a piston 14 is slidably inserted and arranged in a cylinder bore of a cylinder liner 10c pressed into the cylinder body 10, and the piston 14 is connected to a crankshaft in the crankcase by a connecting rod. FIG. 1 is a cross-sectional side view of a valve operating device for one cylinder.

【0029】また上記シリンダヘッド11のシリンダボ
ディ側合面には燃焼室Eを形成する燃焼凹部11aが凹
設されており、該燃焼凹部11aには3つの吸気弁開口
18と2つの排気弁開口15が燃焼室Eの外周に沿うよ
う配置されて開口しており、該各吸気弁開口18,排気
弁開口15は吸気ポート31,排気ポート32によりシ
リンダヘッド11の後壁,前壁に導出されている。な
お、10aはシリンダボディ10に形成された水冷ジャ
ケット、30bは点火プラグの電極である。
A combustion recess 11a forming a combustion chamber E is formed in the cylinder head 11 on the cylinder body side facing surface. The combustion recess 11a has three intake valve openings 18 and two exhaust valve openings. 15 are arranged and opened along the outer periphery of the combustion chamber E, and the intake valve opening 18 and the exhaust valve opening 15 are led out to the rear wall and the front wall of the cylinder head 11 by the intake port 31 and the exhaust port 32. ing. 10a is a water-cooled jacket formed on the cylinder body 10, and 30b is an electrode of a spark plug.

【0030】上記各吸気弁開口18,各排気弁開口15
は、動弁装置40により進退駆動される吸気弁25,排
気弁26の弁頭25a,26aにより開閉される。該各
吸気弁25,排気弁26は、その弁軸25b,26bが
シリンダヘッド11とヘッドカバー20で形成されるカ
ム室24内に突出するようにかつ軸方向に進退自在に配
設されており、突出端に装着されたリテーナ34とシリ
ンダヘッド11のばね座との間に介在された弁ばね35
により閉方向に付勢されている。
Each intake valve opening 18 and each exhaust valve opening 15
Is opened and closed by valve heads 25a and 26a of an intake valve 25 and an exhaust valve 26 which are driven forward and backward by a valve train 40. The intake valve 25 and the exhaust valve 26 are disposed so that their valve shafts 25b, 26b protrude into a cam chamber 24 formed by the cylinder head 11 and the head cover 20, and are movable in the axial direction. A valve spring 35 interposed between a retainer 34 mounted on the protruding end and a spring seat of the cylinder head 11
Urged in the closing direction.

【0031】上記動弁装置40は、燃焼室Eの略中心の
上方を通るようにクランク軸方向に配置された1本のカ
ム軸36と、該カム軸36の両側でかつ上方に配置され
た吸気ロッカ軸46及び排気ロッカ軸47と、該各ロッ
カ軸46,47により揺動自在に支持された1気筒当た
り3本の吸気ロッカアーム43,2本の排気ロッカアー
ム42とを備えている。
The valve gear 40 is provided with one camshaft 36 arranged in the crankshaft direction so as to pass above the substantially center of the combustion chamber E, and on both sides of the camshaft 36 and above. An intake rocker shaft 46 and an exhaust rocker shaft 47 are provided, and three intake rocker arms 43 and two exhaust rocker arms 42 per cylinder are supported by the respective rocker shafts 46 and 47 so as to be swingable.

【0032】上記カム軸36は各気筒毎に3つの吸気カ
ムノーズ36aと2つの排気カムノーズ36bを有し、
燃焼室略中央部分及び両端部分がシリンダヘッド11に
形成されたカム軸受及びこれに装着された軸受キャップ
により回転自在に支持されている。
The camshaft 36 has three intake cam nose 36a and two exhaust cam nose 36b for each cylinder.
A substantially central portion and both end portions of the combustion chamber are rotatably supported by a cam bearing formed on the cylinder head 11 and a bearing cap mounted on the cam bearing.

【0033】また上記吸気ロッカ軸46,排気ロッカ軸
47はヘッドカバー20の内面に下方に突設されたボス
部20a,20aにより固定支持されている。そして上
記吸気ロッカアーム43,排気ロッカアーム42の内側
端部には上記カムノーズ36a,36bに摺接する摺動
面43a,42aが形成され、外側端部には上記吸気弁
25,排気弁26の弁軸25b,26bの上端面に当接
するアジャストボルト48,49が軸方向位置を調整可
能に螺挿されている。なお48a,49aはロックナッ
トであり、50はヘッドカバー12に着脱可能に装着さ
れた弁隙間調整用キャップである。
The intake rocker shaft 46 and the exhaust rocker shaft 47 are fixedly supported by bosses 20a, 20a projecting downward from the inner surface of the head cover 20. Sliding surfaces 43a and 42a are formed at inner ends of the intake rocker arm 43 and the exhaust rocker arm 42 so as to slide on the cam nose 36a and 36b, and valve shafts 25b of the intake valve 25 and the exhaust valve 26 are formed at the outer end. , 26b are screwed in such a manner that the adjusting bolts 48, 49 contacting the upper end surfaces thereof can be adjusted in axial position. Reference numerals 48a and 49a denote lock nuts, and reference numeral 50 denotes a valve gap adjusting cap detachably mounted on the head cover 12.

【0034】図2において、1は直動式のDOHCタイ
プの動弁装置60を備えた水冷式4サイクルエンジンで
あり、図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。この
動弁装置60は、吸気弁25,排気弁26をそれぞれ独
立の吸気カム軸61,排気カム軸62のカムノーズ36
a,36bによりリフタ63a,63bを介して開閉駆
動するようになっている。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a water-cooled four-cycle engine provided with a direct-acting DOHC type valve train 60, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. The valve gear 60 includes an intake valve 25 and an exhaust valve 26 each having an independent intake camshaft 61 and an exhaust camshaft 62.
a and 36b are driven to open and close via lifters 63a and 63b.

【0035】上記図1,図2の各カム軸36,61,6
2の吸気カムノーズ36a,排気カムノーズ36bは本
実施形態の特徴をなすカムプロフィルを有しており、こ
のカムプロフィルについて詳述する。なお、以下の説明
は、主として図2に示す直動式の動弁装置における吸気
カムノーズ36aの場合を説明しているが、排気カムノ
ーズ36bについても同様である。また図1の動弁装置
における吸気カムノーズ36a,排気カムノーズ36b
についても同様である。
Each of the camshafts 36, 61, 6 shown in FIGS.
The intake cam nose 36a and the exhaust cam nose 36b have a cam profile which is a feature of the present embodiment, and the cam profiles will be described in detail. In the following description, the case of the intake cam nose 36a in the direct acting valve train shown in FIG. 2 is mainly described, but the same applies to the exhaust cam nose 36b. Also, the intake cam nose 36a and the exhaust cam nose 36b in the valve train of FIG.
The same applies to.

【0036】図3,図4は反時計回りに回転する上記吸
気カムノーズ36a,排気カムノーズ36bのカムプロ
フィルを説明するための図であり、同一タイミングにお
ける状態を示す。図中、TDCinは排気・吸入行程にお
ける上死点、BDCinは吸入・圧縮行程における下死
点、TDCexは圧縮・爆発行程における上死点、BDC
exは爆発・排気行程における下死点を示す。またθin,
θexはそれぞれ上記TDCin, l燃焼サイクル前のTD
Cin´を基準としたカム軸回転角度、γin, γexはそれ
ぞれ上記TDCin,TDCin´からカムノーズとリフタ
との接触点Bin,Bexまでのカム軸回転角度、Bino,
Bexoは最大リフト時の接触点、Pinは上記接触点Bin
からリフタ63aの摺接面に垂直の直線上に位置する曲
率中心、Rinは上記接触点Bin,部分の曲率半径を示
す。
FIGS. 3 and 4 are views for explaining the cam profiles of the intake cam nose 36a and the exhaust cam nose 36b which rotate counterclockwise, and show states at the same timing. In the figure, TDCin is the top dead center in the exhaust / suction stroke, BDCin is the bottom dead center in the suction / compression stroke, TDCex is the top dead center in the compression / explosion stroke, BDC
ex indicates the bottom dead center in the explosion and exhaust strokes. Θin,
θex is the above TDCin and TD before 1 combustion cycle, respectively.
The camshaft rotation angles γin and γex based on Cin ′ are the camshaft rotation angles from the TDCin and TDCin ′ to the contact points Bin and Bex between the cam nose and the lifter, respectively.
Bexo is the contact point at the time of the maximum lift, Pin is the above contact point Bin
, The center of curvature located on a straight line perpendicular to the sliding contact surface of the lifter 63a, and Rin indicates the radius of curvature of the contact point Bin.

【0037】なお、図3において、排気カムノーズをβ
角だけ戻した時の排気カムノーズとリフタとの相対位置
を、排気カムノーズを固定してリフタを移動させて図示
しており、この時のリフタが63b´であり、θex´は
この時のl燃焼サイクル前のTDCin´を基準としたカ
ム軸回転角、Bex´はカムノーズとリフタとの接触点、
γex´はl燃焼サイクル前のTDCin´を基準としたカ
ムノーズとリフタとの接触点Bex´までのカム軸回転角
度、Pex´は上記接触点Bex´からリフタ63b´の摺
接面に垂直の直線上に位置する曲率中心、Rex´は上記
接触点Bex´部分の曲率半径を示す。
In FIG. 3, the exhaust cam nose is β
The relative position between the exhaust cam nose and the lifter when returned by the angle is shown by moving the lifter while fixing the exhaust cam nose. The lifter at this time is 63b ', and θex' is the l combustion at this time. The camshaft rotation angle based on TDCin 'before the cycle, Bex' is the contact point between the cam nose and the lifter,
γex ′ is the rotation angle of the cam shaft from the contact point Bex ′ between the cam nose and the lifter with reference to TDCin ′ one combustion cycle before, and Pex ′ is the straight line perpendicular to the sliding contact surface of the lifter 63b ′ from the contact point Bex ′. The curvature center located above, Rex ', indicates the radius of curvature of the contact point Bex' portion.

【0038】図3において、カムプロフィルに固定する
仮想のTDCinラインは、このラインがリフタ63aの
軸線に一致したときピストンが排気・吸入行程の上死点
に位置し、カムプロフィルに固定する仮想のTDCexラ
インはこのラインが排気リフタ63bの軸線に一致した
ときピストンが圧縮・爆発行程の上死点に位置するもの
である。そして図示の状態は、吸気カムノーズ36aは
TDCinラインが排気・吸入行程の上死点位置から矢印
方向(カム軸回転方向)にθinだけ回転し、かつ排気カ
ムノーズ36bはl燃焼サイクル前のTDCin´を基準
としてθex(=θin+360°)だけ回転していること
を示している。
In FIG. 3, a virtual TDCin line fixed to the cam profile is a virtual TDCin line fixed to the cam profile when the piston is located at the top dead center of the exhaust / suction stroke when this line coincides with the axis of the lifter 63a. The TDCex line is a line in which the piston is located at the top dead center of the compression / explosion stroke when this line coincides with the axis of the exhaust lifter 63b. In the illustrated state, the intake cam nose 36a rotates the TDCin line by θin from the top dead center position of the exhaust / intake stroke in the direction of the arrow (the direction of rotation of the camshaft), and the exhaust cam nose 36b detects the TDCin ′ one combustion cycle before. This indicates that the reference has been rotated by θex (= θin + 360 °) as a reference.

【0039】上記吸気カムノーズ36aは、弁リフト作
用を行わないベース円部70aと、ランプ部と実際に弁
をリフトさせる部分からなるリフト部70bとからな
り、排気カムノーズ36bは同様にベース円部71aと
リフト部71bとからなる。上記ベース円部70a,7
1aはカム軸心Cを中心とする半径Roの円弧からな
り、リフト部70b,71bの曲率半径は上記カム軸回
転角度θin,θex(あるいはγin,γex)に応じて図4
に示すように設定されている。
The intake cam nose 36a includes a base circular portion 70a that does not perform a valve lift function, and a lift portion 70b that includes a ramp portion and a portion that actually lifts the valve. The exhaust cam nose 36b similarly has a base circular portion 71a. And a lift 71b. The base circle portions 70a, 7
1a is an arc having a radius Ro centered on the cam shaft center C, and the radii of curvature of the lift portions 70b, 71b are determined according to the cam shaft rotation angles θin, θex (or γin, γex) in FIG.
It is set as shown in

【0040】図4において実線,破線はそれぞれ排気カ
ムノーズ36b,吸気カムノーズ36aの曲率半径をカ
ム軸回転角θ及びクランク軸回転角Qをパラメータとし
て表したものである。図から判るように、ベース円部7
0a,71a部分は半径Ro一定であり弁のリフト作用
は生じない。
In FIG. 4, the solid and broken lines represent the radii of curvature of the exhaust cam nose 36b and the intake cam nose 36a, respectively, using the camshaft rotation angle θ and the crankshaft rotation angle Q as parameters. As can be seen from the figure, the base circle 7
The portions 0a and 71a have a constant radius Ro, and no lift action of the valve occurs.

【0041】一方、リフト部70b,71bの曲率半径
については、弁の開き始め付近a及び閉じ終わり付近b
で最大値に設定されており、そのためリフト量は弁の開
き始め付近,又は閉じ終わり付近では緩やかに増加し、
又は減少する。なお、a<bに設定されている。また上
記開き始め付近と閉じ終わり付近との間の部分cでは、
曲率半径はベース円部70a,71aの半径Roより小
さい値に設定されており、弁リフト量は放物線状に増加
することとなる。
On the other hand, regarding the radii of curvature of the lift portions 70b, 71b, the vicinity a near the start of opening of the valve and the vicinity b near the end of the closing
Is set to the maximum value, so the lift amount increases gradually near the start of valve opening or near the end of valve closing,
Or decrease. Note that a <b is set. In part c between the vicinity of the opening start and the vicinity of the closing end,
The radius of curvature is set to a value smaller than the radius Ro of the base circle portions 70a and 71a, and the valve lift increases in a parabolic manner.

【0042】そして、従来のカムプロフィルの場合、上
記開き始めと閉じ終わりの間の部分cにおける曲率半径
は一定あるいは図4で下方に凸に設定されていたのに対
し、本実施形態では最大リフトに対応する部分dの曲率
半径Rexo,Rinoをその進角側及び遅角側に隣接する
部分の曲率半径Rexo´,Rino´よりΔRだけ大きく
設定している。即ち、従来のカム軸の最大リフト部分の
カムプロフィルが尖っていたのに対し、本実施形態の最
大リフト部分のカムプロフィルは従来のものよりベース
円部の半径に近くなっている。
In the case of the conventional cam profile, the radius of curvature in the portion c between the opening start and the closing end is constant or is set to be convex downward in FIG. Are set to be larger by ΔR than the curvature radii Rexo ′ and Rino ′ of the portions adjacent to the advance side and the retard side thereof. That is, the cam profile of the maximum lift portion of the conventional camshaft is sharp, whereas the cam profile of the maximum lift portion of the present embodiment is closer to the radius of the base circle portion than the conventional one.

【0043】ここで上記θinとγinとの間にはカムの形
状から求まる一定の関係、即ち γin=f1(θin) がある。またRinはγinの関数でもあり、θinの関数で
もある。即ち、 Rin=f2(γin) =f2(f1(θin))=g1( θin) の関係がある。なお、g1( θin) は図4に示す曲率半径
を示すデータを意味する。従って、図4に示すRin=g1
( θin) のデータが与えられれば、Rin=f2(γin) ,
及びγin=f1(θin) が求まり、従ってカムノーズの形
状が定まる。すなわち、カム軸中心Cと接触点Binとの
間の距離をZin、カム軸中心Cから降ろしたリフタへの
法線におけるカム軸中心Cとリフタ間の距離をyinとす
る時、曲率半径Rin(γin)が決まれば、幾何学的なカ
ムプロフィルを決めるZin(γin)及び、一定のカム軸
回転角速度で吸気カムを回転した時のカム軸回転角に対
する弁リフト量を決めるyin(θin)が定まる。このカ
ム軸中心Cとリフタ間の距離yinが本願に言う吸気カム
ノーズにおけるカムリフト曲線である。なお、排気カム
ノーズについても同様である。
Here, there is a certain relationship between the above θin and γin, which is determined from the shape of the cam, that is, γin = f1 (θin). Rin is also a function of γin and a function of θin. That is, there is a relationship of Rin = f2 (γin) = f2 (f1 (θin)) = g1 (θin). Note that g1 (θin) means data indicating the radius of curvature shown in FIG. Therefore, Rin = g1 shown in FIG.
Given the data of (θin), Rin = f2 (γin),
And γin = f1 (θin), and thus the shape of the cam nose is determined. That is, when the distance between the camshaft center C and the contact point Bin is Zin, and the distance between the camshaft center C and the lifter in the normal to the lifter lowered from the camshaft center C is yin, the radius of curvature Rin ( Once γin) is determined, Zin (γin) that determines the geometric cam profile and yin (θin) that determines the valve lift amount with respect to the camshaft rotation angle when the intake cam is rotated at a constant camshaft rotation angular velocity are determined. . The distance yin between the cam shaft center C and the lifter is a cam lift curve in the intake cam nose referred to in the present application. The same applies to the exhaust cam nose.

【0044】図5は、カム軸回転角(θ)の変化に対す
る、カムリフト曲線y(mm) 及び加速度係数曲線y´´
=d2 f(θ)/dθ2 (mm/rad2) の変化を示してい
る。第1実施形態のカム軸のカムノーズカムプロフィル
は、弁リフトyが減少する下り期間中の加速度係数の最
大値αdnが弁リフトyが増加する昇り期間中の加速度係
数の最大値αupより小さくなるように、かつ最大弁リフ
ト付近における加速度係数の絶対値αは、進角側及び遅
角側に隣接する弁リフト域での加速度係数の絶対値α′
よりΔαだけ小さくなるように設定されている。なお、
本実施形態では、下り区間のカム軸回転の加速期間を示
す正加速度区間長さθ0dn を昇り区間のカム軸回転の加
速期間を示す正加速度区間長さθ0up と同じに設定して
いるが、後述する第2実施形態のようにθ0dn をθ0up
より大きく設定してもよい。
FIG. 5 shows a cam lift curve y (mm) and an acceleration coefficient curve y '' with respect to a change in the camshaft rotation angle (θ).
= D 2 f (θ) / dθ 2 (mm / rad 2 ). In the cam nose cam profile of the camshaft of the first embodiment, the maximum value αdn of the acceleration coefficient during the descending period in which the valve lift y decreases is smaller than the maximum value αup of the acceleration coefficient in the ascending period in which the valve lift y increases. As described above, the absolute value α of the acceleration coefficient near the maximum valve lift is the absolute value α ′ of the acceleration coefficient in the valve lift regions adjacent to the advance side and the retard side.
It is set to be smaller by Δα. In addition,
In the present embodiment, the positive acceleration section length θ0dn indicating the acceleration period of the camshaft rotation in the descending section is set to be the same as the positive acceleration section length θ0up indicating the acceleration period of the camshaft rotation in the ascending section. Θ0dn is increased by θ0up as in the second embodiment.
It may be set larger.

【0045】図6はカムノーズとリフタとの間に作用す
る荷重をカム軸回転角度をパラメータとして表したもの
である。カムノーズとリフタとの間に作用する荷重は、
弁ばねの発生する荷重と、慣性力〔弁, リフタ, 弁ばね
の一部からなる慣性マスに加速度を乗算したもの。最大
リフト付近では加速度係数が負であり、慣性力は負とな
る。また、加速度は図5の加速度係数y´´(mm/rad2)
に、実際のカム軸角速度( 例えばωrad/sec)を2乗した
ものを掛けたものすなわちy´´×ω2(m/sec2) とな
る。〕との和で表される。本実施形態カムプロフィルの
場合、図5から判るように、最大リフト付近での負の加
速度係数が小さくなっていることから、最大リフト付近
でのカムノーズとリフタとの間の荷重Fは、従来の荷重
F´に比較してΔFだけ増加する。その結果、リフタの
カムノーズへの追従性が向上し、より高速回転まで安定
して作動し、限界回転数を高めることができる。
FIG. 6 shows the load acting between the cam nose and the lifter using the camshaft rotation angle as a parameter. The load acting between the cam nose and the lifter is
The load generated by the valve spring and the inertial force [a product obtained by multiplying the inertial mass consisting of the valve, lifter, and part of the valve spring by acceleration. Near the maximum lift, the acceleration coefficient is negative, and the inertial force is negative. The acceleration is the acceleration coefficient y ″ (mm / rad 2 ) in FIG.
Multiplied by the square of the actual camshaft angular velocity (for example, ωrad / sec), that is, y ″ × ω 2 (m / sec 2 ). ]]. In the case of the cam profile of the present embodiment, as can be seen from FIG. 5, since the negative acceleration coefficient near the maximum lift is small, the load F between the cam nose and the lifter near the maximum lift is smaller than the conventional load. It increases by ΔF as compared with the load F ′. As a result, the followability of the lifter to the cam nose is improved, and the lifter operates stably up to higher speeds, thereby increasing the limit rotational speed.

【0046】また、本実施形態では、上記下り区間にお
ける加速度係数の最大値αdnを昇り区間における加速度
係数の最大値αupより小さくしたので、下り区間の加速
度の変化を穏やかにでき、特に下り側の正加速度の影響
を大きく受けるバウンス現象を抑制でき、着座時の挙動
を安定化できる。
In the present embodiment, the maximum value αdn of the acceleration coefficient in the down section is smaller than the maximum value αup of the acceleration coefficient in the up section. Bounce phenomena greatly affected by positive acceleration can be suppressed, and the behavior at the time of sitting can be stabilized.

【0047】また図6にeで示すように、下り区間にお
けるカムノーズ・リフタ間荷重は昇り区間における荷重
より小さくなる。特に排気弁側において、排気弁が開い
ている方が弁座に熱が伝わることがなく排気弁に熱が溜
まり易いので、排気弁の傘部から弁軸を通りリフタのカ
ムノーズとの接触部に伝わる熱量は、排気弁の開き始め
より排気弁の閉じ側の方が多くなる。すなわち、特に中
速、高速回転時排気弁の閉じ側の方が温度が高い状態で
大きなカムノーズ・リフタ間荷重が作用し、カムノーズ
及びリフタのそれぞれが磨耗し易くなるが、本実施形態
ではカムノーズ・リフタ間荷重が減じて接触面圧は低下
するので、磨耗を防止できる。
As shown by e in FIG. 6, the load between the cam nose and the lifter in the down section is smaller than the load in the up section. Especially on the exhaust valve side, when the exhaust valve is open, heat is not transmitted to the valve seat and heat easily accumulates in the exhaust valve.Therefore, from the umbrella portion of the exhaust valve to the contact portion with the cam nose of the lifter through the valve shaft The amount of heat transmitted is greater on the closed side of the exhaust valve than on the opening of the exhaust valve. In other words, a large load between the cam nose and the lifter acts when the temperature on the closed side of the exhaust valve is higher at a middle speed and a high speed rotation, and the cam nose and the lifter are each easily worn. Since the load between the lifters is reduced and the contact surface pressure is reduced, wear can be prevented.

【0048】図7はカムノーズのカム面に作用する応力
をカム軸回転角度をパラメータとして表したものであ
る。カム面の応力はHertzの応力式から判る通り、カム
ノーズとリフタとの間に作用する荷重に比例するととも
に、カムの曲率半径の平方根に反比例する。本実施形態
のカムプロフィルでは、上述のように最大リフト付近の
曲率半径が大きく設定されており、そのためカム面応力
はσとなり、従来のカム面応力σ′よりΔσだけ応力が
低下する。
FIG. 7 shows the stress acting on the cam surface of the cam nose using the camshaft rotation angle as a parameter. As can be seen from the Hertz stress equation, the stress on the cam surface is proportional to the load acting between the cam nose and the lifter and inversely proportional to the square root of the radius of curvature of the cam. In the cam profile of the present embodiment, the radius of curvature near the maximum lift is set large as described above, so that the cam surface stress becomes σ, and the stress is reduced by Δσ from the conventional cam surface stress σ ′.

【0049】また同図にfで示すように、下り区間にお
けるカム面応力は昇り区間における荷重より小さくな
る。特に排気弁側において、上記したように排気弁の閉
じ側の方が温度が高い状態であるが、カム面応力を小さ
くできるので、カム面のHertzの最大接触応力部分
からの疲労破損を防止できる。
As shown by f in the figure, the cam surface stress in the down section is smaller than the load in the up section. Particularly on the exhaust valve side, the temperature on the closed side of the exhaust valve is higher as described above, but since the cam surface stress can be reduced, fatigue damage from the maximum contact stress portion of Hertz on the cam surface can be prevented. .

【0050】慣性力はカム軸回転速度の2乗に比例する
ので、低速,中速回転域では、弁バネ荷重に対して慣性
力が相対的に小さくなり、カムプロフィル全体で見た場
合に最大リフト部分の応力が最大値を示すのが一般的で
ある。従って、低速,中速回転が常用される自動車用エ
ンジンの場合、最大リフト域部分の応力が高いことが動
弁装置全体の耐久性を低下させることとなる。本実施形
態では、上述のように最大リフト付近のカム面応力を従
来のものよりΔσだけ低下させ、また下り区間における
カム面応力を低下させたので、カム軸,ひいては動弁装
置全体の耐久性を向上できる。
Since the inertia force is proportional to the square of the camshaft rotation speed, the inertia force is relatively small with respect to the valve spring load in a low speed and a medium speed rotation range. Generally, the stress of the lift portion shows a maximum value. Accordingly, in the case of an automobile engine in which low-speed and medium-speed rotations are commonly used, the high stress in the maximum lift region lowers the durability of the entire valve train. In the present embodiment, as described above, the cam surface stress near the maximum lift is reduced by Δσ from the conventional one, and the cam surface stress in the down section is reduced, so that the durability of the camshaft and, consequently, the entire valve train is improved. Can be improved.

【0051】図8は請求項2の発明に係る第2実施形態
を説明するためのカム軸回転角度と弁リフト,加速度係
数曲線との関係を示す特性図である。本第2実施形態で
は、上記図5において、昇り区間,下り区間の正加速度
区間長さをそれぞれθ0up ,θ0dn とするとき、θ0up
<θ0dn となるようにカムノーズのカムプロフィルが設
定されている。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a camshaft rotation angle, a valve lift, and an acceleration coefficient curve for explaining a second embodiment according to the second aspect of the present invention. In the second embodiment, in FIG. 5, when the positive acceleration section lengths of the ascending section and the descending section are denoted by θ0up and θ0dn, respectively,
The cam profile of the cam nose is set so that <θ0dn.

【0052】本第2実施形態では、下り区間での正加速
度区間長さθ0dn を、昇り区間での正加速度区間長さθ
0up より大きくしたので、下り区間の最大加速度αdnを
小さくしたことによる弁開面積と開時間との積に基づい
て求められる角度面積が小さくなるのを抑制できる。
In the second embodiment, the positive acceleration section length θ0dn in the down section is replaced by the positive acceleration section length θ0 in the up section.
Since it is larger than 0up, it is possible to suppress a decrease in the angular area obtained based on the product of the valve opening area and the opening time due to the decrease in the maximum acceleration αdn in the down section.

【0053】即ち、図11(a),(b),(c)はそ
れぞれ、弁揚程曲線y、速度係数曲線y′、加速度係数
曲線y′′を示し。同図においてαdnをαupより小さく
する一方、θ0dn をθ0up より大きくしたので、面積H
を大きくでき、速度曲線y′における最大値y′Dmaxを
大きくできる。定性的にはy′Dmaxが大きいほど弁揚程
曲線yにおける最大値ymax を大きくとることができ
る。ymax を大きくとれれば面積B(角度面積)を大き
くとることができ、吸気量を十分に確保してエンジン性
能を向上できる。
That is, FIGS. 11A, 11B and 11C show a valve lift curve y, a velocity coefficient curve y 'and an acceleration coefficient curve y'', respectively. In the figure, while αdn is made smaller than αup, θ0dn is made larger than θ0up, the area H
Can be increased, and the maximum value y'Dmax in the speed curve y 'can be increased. Qualitatively, the larger the value y'Dmax, the larger the maximum value ymax in the valve lift curve y. If ymax can be increased, the area B (angular area) can be increased, and the intake air amount can be sufficiently secured to improve the engine performance.

【0054】図9は請求項3の発明に係る第第3実施形
態におけるカム軸回転角度と弁リフト,加速度係数曲線
との関係を示す特性図である。本第3実施形態では、下
り区間の最大加速度係数αdnを昇り区間の最大加速度係
数αupより大きく、かつ上記昇り区間,下り区間の区間
長さをそれぞれθ1up ,θ1dn とするとき、θ1up <θ
1dn となるように、そのカムプロフィルが設定されてい
る。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the camshaft rotation angle, the valve lift and the acceleration coefficient curve in the third embodiment according to the third aspect of the present invention. In the third embodiment, when the maximum acceleration coefficient αdn of the descending section is larger than the maximum acceleration coefficient αup of the ascending section and the section lengths of the ascending section and the descending section are θ1up and θ1dn, respectively, θ1up <θ
The cam profile is set to 1dn.

【0055】本第3実施形態によれば、下り区間の区間
長さθ1dn を上記昇り区間の区間長さθ1up より長くし
たので、下り区間の開き角度を昇り区間の開き角度より
も大きくとることができ、下り区間の最大加速度αdnを
昇り区間より小さくしたことにより角度面積が小さくな
るのを抑制できる。
According to the third embodiment, since the section length θ1dn of the descending section is longer than the section length θ1up of the ascending section, the opening angle of the descending section may be larger than the opening angle of the ascending section. By setting the maximum acceleration αdn in the down section to be smaller than that in the ascending section, it is possible to prevent the angular area from being reduced.

【0056】また、図10は請求項4の発明に係る第4
実施形態によるカム軸回転角度と弁リフト,加速度係数
曲線との関係を示す特性図である。本第4実施形態で
は、下り区間の最大加速度係数αdnが昇り区間の最大加
速度係数αupより小さくなるようにする一方、下り区間
の正加速度期間長θ0dn が昇り区間の正加速度期間長θ
0up より大きくなり、かつ下り区間の区間長θ1dn が昇
り区間の区間長θ1up より大きくなるように、カムノー
ズのカムプロフィルが設定されている。
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a camshaft rotation angle, a valve lift, and an acceleration coefficient curve according to the embodiment. In the fourth embodiment, the maximum acceleration coefficient αdn in the descending section is set to be smaller than the maximum acceleration coefficient αup in the ascending section, while the positive acceleration period length θ0dn of the descending section is increased.
The cam profile of the cam nose is set so as to be larger than 0up and the section length θ1dn of the down section is larger than the section length θ1up of the up section.

【0057】このように本第4実施形態では、上記2,
第3実施形態において、下り区間の正加速度区間長さ,
下り区間長をそれぞれを単独で、昇り区間より大きく設
定した場合と比べて、より一層確実に吸気量を増大で
き、エンジン性能を向上できる。
As described above, in the fourth embodiment, the two
In the third embodiment, the positive acceleration section length of the down section,
The intake air volume can be more reliably increased and the engine performance can be improved as compared with the case where the lengths of the descending sections are individually set larger than those of the ascending sections.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1の発明の第1実施形態によるSOHC
型エンジンの動弁装置部分の断面側面図である。
FIG. 1 is a SOHC according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional side view of a valve train portion of a type engine.

【図2】上記第1実施形態装置が適用されたDOHC型
エンジンの動弁装置の断面側面図である。
FIG. 2 is a sectional side view of a valve operating device of a DOHC engine to which the device of the first embodiment is applied.

【図3】上記第1実施形態装置のカム軸のカムノーズを
模式的に示す図である。
FIG. 3 is a view schematically showing a cam nose of a cam shaft of the first embodiment device.

【図4】上記第1実施形態装置のカムノーズのカムプロ
フィルを曲率半径で表す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a cam profile of a cam nose of the device of the first embodiment by a radius of curvature.

【図5】上記第1実施形態装置におけるカム軸回転角度
と加速度係数との関係を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a camshaft rotation angle and an acceleration coefficient in the first embodiment device.

【図6】上記第1実施形態装置のカム軸回転角度とカム
ノーズ・リフタ間荷重特性図である。
FIG. 6 is a graph showing a camshaft rotation angle and a cam nose-lifter load characteristic of the first embodiment.

【図7】上記第1実施形態装置のかむ軸回転角度・カム
面応力特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram of a shaft rotation angle and a cam surface stress of the device of the first embodiment.

【図8】請求項2の発明に係る第3実施形態のカム軸回
転角度・加速度係数特性図である。
FIG. 8 is a diagram showing a camshaft rotation angle / acceleration coefficient characteristic according to a third embodiment of the present invention.

【図9】請求項3の発明に係る第3実施形態のカム軸回
転角度・加速度係数特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram of a camshaft rotation angle and an acceleration coefficient according to a third embodiment of the present invention.

【図10】請求項4の発明に係る第4実施形態のカム軸
回転角度・加速度係数との関係を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a camshaft rotation angle and an acceleration coefficient according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の作用効果を説明するための特性図で
ある。
FIG. 11 is a characteristic diagram for explaining the operation and effect of the present invention.

【図12】従来のカムプロフィルにおける弁揚程曲線,
速度係数曲線,加速度係数曲線を示す特性図である。
FIG. 12 shows a valve lift curve in a conventional cam profile,
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a speed coefficient curve and an acceleration coefficient curve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 25 吸気弁 26 排気弁 36 カム軸 40, 60 動弁装置 y 弁揚程曲線 y´´ 加速度係数曲線 αdn 下り区間の加速度の最大値 αup 昇り区間の加速度の最大値 θ0dn 下り区間の正加速度区間長さ θ0up 昇り区間の正加速度区間長さ θ1dn 下り区間長さ θ1up 昇り区間長さ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 25 Intake valve 26 Exhaust valve 36 Camshaft 40, 60 Valve train y Valve lift curve y '' Acceleration coefficient curve αdn Maximum value of acceleration in down section αup Maximum value of acceleration in up section θ0dn Positive acceleration section in down section Length θ0up Length of positive acceleration section in ascending section θ1dn Length of descending section θ1up Length of ascending section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 最大弁リフト付近における加速度係数の
絶対値が進角側及び遅角側に隣接する弁リフト域での上
記加速度係数の絶対値より小さくなるようにするか、又
は最大弁リフト付近での曲率半径が進角側及び遅角側に
隣接する弁リフト域での曲率半径より大きくなるよう
に、かつ弁リフトが増加する区間(昇り区間),減少す
る区間(下り区間)の加速度係数の最大値をそれぞれα
up,αdnとするとき αup>αdn となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
An absolute value of an acceleration coefficient in the vicinity of a maximum valve lift is made smaller than an absolute value of the acceleration coefficient in a valve lift region adjacent to the advance side and the retard side, or in the vicinity of the maximum valve lift. The acceleration coefficient of the section where the valve lift increases (ascending section) and the section where the valve lift decreases (down section) so that the radius of curvature of the valve lift becomes larger than the radius of curvature in the valve lift area adjacent to the advance side and the retard side. Is the maximum value of α
An engine valve operating device comprising a camshaft having at least one of an exhaust cam profile and an intake cam profile set so that αup> αdn when up and αdn.
【請求項2】 請求項1において、上記昇り区間,下り
区間の正加速度区間長さをそれぞれθ0up ,θ0dn とす
るとき、 θ0up <θ0dn となるように設定された排気カムプロフィル又は吸気カ
ムプロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えた
ことを特徴とするエンジンの動弁装置。
2. The exhaust cam profile or the intake cam profile set so that θ0up <θ0dn, wherein the positive acceleration section lengths of the ascending section and the descending section are θ0up and θ0dn, respectively. An engine valve gear comprising a camshaft having one end.
【請求項3】 請求項1において、上記昇り区間,下り
区間の区間長さをそれぞれθ1up ,θ1dn とするとき、 θ1up <θ1dn となるように設定された排気カムプロフィル,吸気カム
プロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えたこ
とを特徴とするエンジンの動弁装置。
3. The method according to claim 1, wherein when the section lengths of the ascending section and the descending section are θ1up and θ1dn, respectively, at least one of the exhaust cam profile and the intake cam profile set so that θ1up <θ1dn is satisfied. A valve train for an engine, comprising a camshaft having the same.
【請求項4】 請求項1において、上記昇り区間,下り
区間の正加速度区間長さをそれぞれθ0up ,θ0dn とす
るとき、 θ0up <θ0dn となるように設定され、かつ上記昇り区間,下り区間の
区間長さをそれぞれθ1up ,θ1dn とするとき、 θ1up <θ1dn となるように設定された排気カムプロフィル,吸気カム
プロフィルの少なくとも一方を有するカム軸を備えたこ
とを特徴とするエンジンの動弁装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein when the positive acceleration section lengths of the ascending section and the descending section are set to θ0up and θ0dn, respectively, θ0up <θ0dn is set, and the section of the ascending section and the descending section is set. An engine valve operating device comprising a camshaft having at least one of an exhaust cam profile and an intake cam profile set so that θ1up <θ1dn, where the lengths are θ1up and θ1dn, respectively.
JP16885598A 1998-06-16 1998-06-16 Valve system of engine Pending JP2000002101A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16885598A JP2000002101A (en) 1998-06-16 1998-06-16 Valve system of engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16885598A JP2000002101A (en) 1998-06-16 1998-06-16 Valve system of engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000002101A true JP2000002101A (en) 2000-01-07

Family

ID=15875815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16885598A Pending JP2000002101A (en) 1998-06-16 1998-06-16 Valve system of engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000002101A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006518022A (en) * 2003-02-14 2006-08-03 ジェセル、インコーポレイテッド Valve mechanism and cam lobe
JP2011080372A (en) * 2009-10-05 2011-04-21 Mitsubishi Motors Corp Cam structure with roller
JP2012202355A (en) * 2011-03-28 2012-10-22 Mitsubishi Motors Corp Cam structure
CN112196706A (en) * 2019-07-08 2021-01-08 上汽通用汽车有限公司 Engine air intake system and engine system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006518022A (en) * 2003-02-14 2006-08-03 ジェセル、インコーポレイテッド Valve mechanism and cam lobe
JP2011080372A (en) * 2009-10-05 2011-04-21 Mitsubishi Motors Corp Cam structure with roller
JP2012202355A (en) * 2011-03-28 2012-10-22 Mitsubishi Motors Corp Cam structure
CN112196706A (en) * 2019-07-08 2021-01-08 上汽通用汽车有限公司 Engine air intake system and engine system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH084505A (en) Valve system for engine
JP4702103B2 (en) Engine intake control method and intake control device
JP3815233B2 (en) Intake control device for internal combustion engine
KR20160135834A (en) Pivoting variable cam follower
JP2000002101A (en) Valve system of engine
JPH11229825A (en) Valve gear
JP4092476B2 (en) Reciprocating variable compression ratio engine
JPH11350923A (en) Engine valve train system
JPH0312209B2 (en)
JP2000054809A (en) Valve system of engine
JPH10121925A (en) Valve driving device for internal combustion engine
JPH11229826A (en) Valve gear of engine
JPS6059407B2 (en) Internal combustion engine valve train
JP3638632B2 (en) Engine valve gear
JP2000282875A (en) Exhaust control valve device for two-cycle engine
JP2000282876A (en) Exhaust control valve device for two-cycle engine
JPH084503A (en) Valve system for engine
JP6241988B2 (en) Internal combustion engine
KR0180605B1 (en) Center pivot rocker arm type over head valvetrain
JPH09228808A (en) Valve gear for internal combustion engine
JP5310207B2 (en) Valve system for internal combustion engine
KR100986382B1 (en) Continuous variable valve lift device and operation logic
JPH0111924Y2 (en)
JPH04301105A (en) Valve system of four-cycle engine
JPS6325285Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050425

A977 Report on retrieval

Effective date: 20070713

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070724

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071120